宽带城域解决方案IPTV方案系列培训IPTV业务及系统概述

1、Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.Page2黑骼HUAWGIIPTV业务及系统概述(g)前言目前随着IPTV各方面运营环境日趋成熟，中国国内国家三网融合的 政策推进，各地IPTV项目将规模开局应用。鉴于IPTV整套业务系统的业务类型，系统组成，业务流程等与传统 数据网络和业务有较多不同之处，因此希望通过该概述课程，使学 员从整体上了解IPTV业务的种类，系统部件组成和组网，业务流程 等，并着重了解目前华为IPTV解决方案中的亮点，为后继其他详细 的IPTV相关课程的进一步学习起到提纲挈领的作用。Co

2、pyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.Page2黑骼HUAWGI培训目标学完本课程后，您应该能： 了解IPTV的概念及业务种类 了解IPTV系统的典型组成部件及功能口 了解IPTV组网典型的网络结构 了解IPTV端到端业务流程口 了解华为IPTV解决方案的特色（FCC/RET/iRSM/NQMS等）Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.Page3g炒 HUAWEI1. IPTV的概念及业务种类简介2. IPTV系统的

3、典型组成部件及功能简介3. IPTV组网典型网络结构简介4. IPTV端到端业务流程简介5. 华为IPTV解决方案的特色1.IPTV的概念及业务种类简介2. IPTV系统的典型组成部件及功能简介3. IPTV系统典型网络构架简介4. IPTV端到端业务流程简介5. 华为IPTV解决方案的特色Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.Page7g炒 HUAWEI基本概念：什么是IPTV系统 IPTV (Internet Protocol Television):解决了在观看电视节目时播放时间对人们的限 制问题

4、，满足了人们收看自由度方面的需求，提供了强大的交互功能，真正实现了 媒体提供者和消费者之间实质性互动的功能。 IPTV基于DVB (Digital Video Broadcasting) over IP (Internet Protocol)的技术框架， 囊括了网络技术和媒体技术的优势，为电信业和电视业带来新的业务增长点。IPTV 在给用户带来交互式电视节目的同时，还可以非常容易地与Internet服务、通信服务 结合在一起，提供远程教育、信息服务、电视短信等增值业务。个完整的IPTV系统不仅要提供业务发布、业务展示、业务控制、内容整合及管理、 媒体服务等功能，还需要具备足够的开放性、可靠性、

5、稳定性、大容量和高性能等 特性，以满足IPTV系统商业应用的需求。IPTV系统是一个满足上述要求的、电信级、 端到端的系统。视频原理与基础无论是传统电视还是IPTV,用户欣赏视频节目，都必须通过视频源的采集， 视频传送和视频在终端的最终呈现。IPTV相对于传统电视，最主要的变化 是视频的传送技术发生了根本的变化。模拟电视从卫星接收到模拟信号之 后，把这些信号通过广播的方式全部推送到用户电视机终端，终端通过选 择不同的频点来选择不同的节目。数字电视的方式是把卫星接收下来的信 号，通过视频压缩和数字化处理，然后再经过QAM调制，再通过网络广播 到用户终端。数字电视和模拟电视的区别是传送的内容变成了

6、数字的方式。 IPTV的重大变化是把卫星接收下来的信号，经过视频压缩处理，然后把压 缩后的报文经过IP流化，变成IP报文，通过IP网络传送到用户家里，因此可 以充分利用IP网络的可达性以及IP网络传送效率的优越性。IPTV的业务种类一音视频业务 IPTV系统提供的业务包括音视频业务和增值类业务。音视频业务主要包括：视频点播VOD (Video 0n Demand) 直播电视BTV (BroadcastTelevision)口即时时移电视TSTV (Time Shift TV)口菜单时移电视TVOD (TVOn Demand)口 轮播电视NVOD (Near Video on Demand)口

7、cPVR口 DownloadIPTV的业务种类一增值类业务 TVMS业务口滚动消息交互业务消息广告业务游戏娱乐业务互联网业务多屏业务Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.Page13g炒 HUAWEIIPTV业务分类 IPTV业务中，主要分为组播类业务和单播类业务。各种业务按单播/组播/其 他分类如下表所示：Muli-cast Live-TV/BTV, NVOD： PIP, cPVR, Operator Defined Mosaic, User defin巳d Mosaic, Radio and Mus

8、icUni-cast VOD,TVOD, TSTV, nPVR, FCC.Others PCTV? WebTV, Internet on TV, Walled garden.需要与前述业务类型对应或者增加部分该表格中业务描述视频编码及带宽需求 IPTV的各种业务中的流媒体业务所需的带宽要求较高。不同的节目类型、 编码方式的节目，对网络带宽的需求也不同。目前主流的节目类型包括标 清和高清两种，标清节目的分辨率一般为720X480,视觉体验与DVD相当, 当前常用的标清节目编码方式为MPGE-2和H.264,对应带宽需求分别为 3.75M和2M；高清节目标准分为720P和1080i两种，视觉体验高

9、于DVD,分别 对应分辨率为2280X 720和2920X 1080, MPGE-2编码高清节目所需带宽为 12M, H.264编码高清节目所需带宽为8M。节目类型编码方式所需带宽标清MPEG-23.75MH.2642M高清MPGE-212MH.2648M1. IPTV的涵义及业务种类简介2. IPTV系统的典型组成部件及功能简介3. IPTV组网典型网络结构简介4. IPTV端到端业务流程简介5. 华为IPTV解决方案的特色Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.Pagell黑笏HUAWGIIPTV业务

10、系统的组成 IPTV系统主要包括IPTV网管、CMS (Content Management System)、BSS (Business Support System)、MDN (Media Delivery Network)、MEM (Media Entertainment Middleware)、 IPTV报表和STB (Set Top Box)等子系统IPTV业务系统的组成此外，IPTV系统可以集成SQM、TVMS等子系统，提供服务质量监控、电 视消息管理等扩展功能，帮助用户开展丰富的增值业务。各扩展子系统的 主要功能如下： SQM口 SQM (Service Quality Monit

11、or)服务质量监控系统可以进行现网链路状态检 测，为IPTV系统提供可靠的服务质量监控功能。为开通IPTV业务和业务运营提供参考数据，进行前期分析。对开通IPTV业务后的链路情况进行监控，协助定位故障。 TVMS TVMS (Television Message System)消息管理系统实现电视消息统一管理。 运营商发布电视消息，将消息推送到EPG页面，充分实现与用户的互动，增强用 户体验。1. IPTV的概念及业务种类简介2. IPTV系统的典型组成部件及功能简介IPTV系统典型网络构架简介4. IPTV端到端业务流程简介5.华为IPTV解决方案的特色IPTV业务整体部署架构组播IDC省骨

12、干网NXGEH城域期城域期POP点BRAS阴DSL MODEMM12000点播20%电视直播源VNETMODEMDSLAM直播区域中心点播80%点播DSLAMCMS STB升级 中心NXGE直播/轮播BRAS区域中心IPT、省中心Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.Pagel3M冷 HUAWGIIPTV典型网络构架 IPTV系统支持分层分级的网络架构，典型组网方式包括集中式组网、二级 组网和三级组网。集中式组网设备集中部署在中心节点。二级组网设备分布式部署在中心节点、边缘节点。三级组网设备分布式部署在

13、中心节点、骨干节点和边缘节点。作为IPTV核心部件的MDN、MEM都支持分层分级的分布式部署方式。 MDN、MEM设备分布式部署在各级节点上，以便就近为用户提供服务。Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.Pagel7g骼 HUAWEIIPTV典型网络构架Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.Pagel7g骼 HUAWEIIPTV典型网络构架头端了系统MDN子系统MEM子系统业务控制层 “ r-rtz内容分发龙元数

14、据分发龙 认证/授权Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.Pagel7g骼 HUAWEIIPTV典型网络构架后台支撑层后台支撑层为运营商自有的后台业务支撑系统。包括运营商的统一网管平台、 BOSS (Business and Operation Support System)系统,以及内容提供商的内 容管理平台。IPTV系统支持与后台支撑层的多个运营管理平台对接，并通 过后台支撑层提供设备管理、内容管理、业务管理、产品管理、用户管理、 计费账务管理和统计报表等功能业务管理层业务管理层主要包括CMS子系统

15、、BSS子系统、网管子系统、报表子系统。业务管理层主要提供内容管理、业务管理、用户管理、帐务处理和计费处 理和报表统计等功能。此外，业务管理层负责配置管理IPTV核心部件，以 及实时性能监控、提取设备日志、接收网元告警等。业务控制层业务控制层主要包括MDN子系统和MEM子系统。在IPTV网络架构中，MEM、MDN采用分布式部署。位于中心节点和骨干节 点的设备属于业务控制层，实现后台管理、控制和内容备份；位于边缘节 点的设备属于服务网络层，提供EPG服务、流媒体服务和STB升级服务。网络服务层网络服务层包括IPTV的边缘节点，如流媒体服务器HMS、EPG服务器、STB 升级服务器(Upgrade

16、)等。网络服务层在业务控制层的统一控制下，就近 为用户提供流媒体服务、EPG服务和STB升级服务。此外，网络服务层还包括接入认证服务器、宽带接入服务器等网络设备， 提供接入认证的功能。Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.Page20HUAWeiIPTV业务承载网络终端展示层由接入设备和STB组成。接入设备接入设备负责为STB提供网络接入功能。口 STBSTB采用一体化的软硬件集成平台，内置通用浏览器、音视频解码 模块、媒体播放器，使用电视机作为显示设备，为用户提供服务。STB通过接入设备，与IPTV系

17、统的各个上层平台进行交互后，通过电 视机向用户展示EPG。用户通过EPG浏览节目信息、在线订购产品、 播放音视频节目，并通过自助服务查询消费记录和帐单信息。 IPTV业务承载网包括家庭驻地网、接入网络、城域汇聚网络、业务 POP点和骨干网络几个部分组成。 IPTV内容数据流首先在骨干网络上承载。IP城域网的网络结构分为 城域网与宽带接入网两个层面。核心层由核心路由器组成，负责对 业务接入控制点设备进行汇接并提供IP城域网到骨干网的岀口；业 务接入控制层由宽带接入服务器(BRAS)与业务路由器(Service Router)两种业务接入控制点设备组成，主要负责业务接入与控制。 宽带接入网是层次上

18、划分为汇聚层和接入层。典型IPTV业务承载网络如下图所示：HOMEMetro AggregationPOP IP backboneService:IPIV CentreISoftSwitchInter net IPTV系统通常直接接入骨干网，然后边缘POP分发到城域网内。 IPTV业务系统：一般采用中心系统、边缘系统二级分发架构，以降低部署 成本以及对骨干网及城域核心层的带宽需求，主要包括BTV编解码器、VOD 服务器、NVOD服务器、中间件、EPG服务器、CA、DHCP服务器、升级服务 器等部件。 IPTV业务系统采用1*1OGE或2*10GE方式双归连接到VPE设备。 AAA服务器：用于实

19、现对终端的认证、授权和计费，全网部署一套 POP点：包括MSCG、SIG和NPE, MSCG对PPPoE和IPoE (DHCP)接入终结。 POP点通常部署在汇聚网和骨干网间，主要用来汇聚该区域所有的用户业 务，根据部署规模和用户区域采用分布式结构进行部署规划，POP点包含 TNPE (SR)和BRASo汇聚网：由UPE/PEAGG成的IP/MPLS网络，网络拓扑是半环型汇聚网。接入网：主要包括DSLAM , DSLAM支持ADSL2+、VDSL2和GPON等接入。一般网络的接入网主要包含MSAN、DSLAM和OLT等三种设备形态，其中MSAN和IP DSLAM采用ADSL接入方式，OLT采用

20、GPON接入方式。家庭驻地网：主要分为宽带接入终端(HG)和业务终端(IAD/可视电话、STB、PC等)。宽带接入终端通过ADSL2+、VDSL2、GPON等技术接入AN。家庭网络指用户家庭中各业务终端的连接组网，包括了家庭网关和业务终 端，其中家庭网关包括HG和ONT,业务终端主要指STB、PC和IAD等，目前 沙特STC家庭网主要将会提供VOIP、IPTV和HSI三种业务。 一般网络的家庭网络主要以ADSL和GPON两种接入方式为主，在某些国家业 以Switch接入为主要的接入方式。文中HG主要是ADSL的家庭网关、ONT主 要是PON的家庭网关。业务终端通常采用百兆以太网接入家庭网关。在

21、IPTV业务系统主要架设在城域网之上。城域网的组网结构对IPTV 业务的部署有直接影响。目前常见的城域网结构如下：二层到边缘（VPLS网络）：口 一般分为环网或者树形的网络，此网络中VPLS主要进行IPTV的透传承 载。VPLS网络内部模拟LAN网络。业务终结点在SR位置。三层到边缘网络：口业务终结在UPE的位置。 LAN+BRAS 网络：口业务终结点在BRAS的位置。一般采用两种方案：BRAS单播复制-PPPOE 的认证条件下。BRAS组播复制IPOE认证。Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.Pag

22、e33g笏 HUAWGI城域网部署全网组播方案可控帥二层组播协议组播路由协议IGMPx IGMP Snooping/Proxy ;PIM-SM/SSM IP城域网三层网络部署PIM-SM/SSM + MSDP组播路由协议宽带接入网二层支持IGMPSnooping/Proxy,由业务控制网关终结IGMP处理，基于端口下发组播接入设备（DSLAM/MDU等）支持组播VLAN,降低组播对带宽的占用，支持可控组播实现IPTV业务的 可运营可管理 IP骨干/城域期核心层和业务层可选部署组播VPN,节省带宽，解决组播地址重叠问题组播控制点和复制点的部署方案根据用户和设备的支持情况选择BRAS、DSLAM作

23、为组播复制点后续组播复制点尽量靠近最终用户，以提高网络带宽利用率，建议全部采用DSLAM实 现组播控制和复制；可控组播信息通过网管下发来实现。IPTV接入和骨干网络带宽需求城域 骨干层宽带 接入网CM1点播点播二层组播MDU/ONU!POTS也31PC STI互联期PC STB POTS三层组播CMS至骨干路由器的带宽即城域网核心层 之间最大带宽=直播流量+点播流量二直播频道数X码流+并发用户数X点播用户 比率X码流X未命中率EMS至汇聚路由器的带宽即城域网汇聚层 之间最大带宽二直播流量+点播流量二直播频道数X码流+并发用户数X点播用户 比率X码流X命中率接入网上行带宽（DSLAM/LAN/M

24、DU复制） 二并发用户数X点播用户比率X码流+ min （直播频道数，最大并发用户数）X码流编码模式为H.26 SDTV2M, HDTV8M带宽Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.Page37g笏 HUAWGIIPTV用户认证方案分析IP访问BRASPPPoE Session终结PC STBPC STBDHCPBRAS/SRDHCP Relay/ Snooopi ngDHCP opt82PPPoE认证运营模式成熟，业务安全性高对业务网关处理压力大，接入设备难以处理IPTV小规模盅用时采用PC STBI

25、POE/DHCP+认证组播业务简单，对业务网关处理压力小構新部署DHCP Server,増加安全保障 IPTV规模应用时推荐采用引入IPOE/DHCP+认证方案EPON4. DHCP Servei把Request 报文中的Opt82和6()属性 转变为Radius报文中的附 加属性，发往Radius/ /WSCG/BRAS3. DHCPRelay2业务VLAN隔离或 采用DHCP opt82标 识用户位賣PPPoEBnxDSL-LAN6. BRAS或SR生成相 应的主机路由， DHCP Snooping5. DHCP Server根据丄RADIUS结果决定是: 否给终端分配IP地址:Polic

26、y Manager! Web Portal 曲 RADIUS ；# XjfiCP ServerjJ詈Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.Page#g笏 HUAWGICopyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.Page#g笏 HUAWGIIPTV规模发展时采用IPoE/DHCP+认证，部署统一的DHCP Server;IPTV机顶盒终端地址采用受限公网IP或私网IP,私网IP由全省统一规划； DHCP+认证的安全性由Q

27、inQ/Opt 82以及业务网关的DHCP Snooping保证。1. IPTV的概念及业务种类简介2. IPTV系统的典型组成部件及功能简介3. IPTV系统典型网络构架简介4. IPTV端到端业务流程简介5. 华为IPTV解决方案的特色产 UCT SIUJmu關他、unic/istDHCPt/yVLAN.Transfer errtTerminate IPOE. I 3VPN forwrdinobylPDHCP Rel：-rIPTV Centre91矚IDHCP Serpr：PEBriilgefor *unimsfDHCP、OlrtiQn82 丿VPLSRA：L2 TiifisiMreiil

28、 liy VLAN.TiTinsptRiit IV VLAN.TermiridielPOE.VRWror uncast vlanl aVPN forwarding by IPIPTVCentre System ；IRDfHEIPTV端到端业务承载简介（VPLS组网）单播业务DHCP Rel购IPTV单播业务承载与HSI业务接入方式类似，一般通过VPN进行承载。VPLSVIAN DHCP DptionfCclidi forMuNicastVLANDaisy chai forMuhicast VLANVPLSVLAN DHCPD/usych?M for Mu 畑）stVIANDaisy chdi

29、forMulticast VLAM UI DI or PIM PIM DR DRMullicastVPNIPTV CentrepingSSM MappingMulticast VianPYC-STB宽带城域解决方案视频增强特性可以部署在网络的raw三层节点位責（目前不支持VPLS, L3VPN）。实际部署中， FCC/RET可以根据IPTV业务的开通情况进行部署，用户少时，可以在较高的位萱部署，随着用户数量的增加，可 以将FCC/RET功能逐渐下移到UPE甚至OLT的位責。监控功能可以老虑先在IPTV母局出口和三层边缘位萱部署，这 样可以对IPTV业务故障进行初步的定界。Copyright 2

30、009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.Page59g笏 HUAWGI快速频道切换FCC方案 RTCP based FCC方案主要重用了RTCP重传机制，采用RTCP作为频道切换控制 信令，采用RTP作为媒体承载信令，其流程如图1所示：GL7AJPE俎橹转发2c”湖旧6期M :刃翩瞬存.匚煎邕迤菱二3 area 丽対耳肚拆“皿“加茫* 亠 icWsv.c fdie)k,&. RTCP：只咖即EbWE 血运討ian8. A7CP.纱g.你峽妙阿如gg fwp血祜0Q. R7CP snc ccmpiatod(of鈕X. FJYc/

31、a?阳丿伽沁00快速频道切换FCC方案选择性推送 FCC Burst要求加速发送，以便快速填充STB缓冲区，并赶上直播，因此需要预留额外的带宽，通过选择 性丢弃方案，可以减少FCC Burst流量对带宽的占用，同时能够提高iVSE支持的并发FCC用户数。STBOLT/DPEDHCP Sg沪S6000能劇曰01.那鈿觀S蛋沁拱發L尊磁2. c加加引他的建择性推曲硼綁陽!:建择性推去涉蓉二最舷庆貳 裁報舷评:；住统世j3 RTCP: RapidSyncbYonizQbn 民qum& QTCP Papjdyfhronizfor aat5?.ws心整弊沁壬阻鱼:连姜離互越篦6. RTCP reta7?

32、a8iw ppren7 化TCP syrjc. compJ 心加伽0 ATCP sy/xz ego娥6保pQZ华为IPTV解决方案的特色RET RET丢包重传方案遵循IETF Network工作组系列标准RFC4585 (Extended RTP Profile for Realtime Transport Control Protocol (RTCP)-Based Feedback (RTP/AVPF)、RFC4588 (RTP Retransmission Payload Format)标准。RFC4585协议主要规定了用于重传的Feedback Message信令，RFC4588协议规定

33、了重传的报文封装格式。STBDSLAM/UPEBTV c力 & nnei (reauesled) : cache ;He 沁EndjBTV chsnneisCopyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.Page63g笏 HUAWGICopyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.Page#g笏 HUAWGIVWeo RecoveryCopyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All r

34、ights reserved.Page#g笏 HUAWGIFCC/RET与华为IPTV系统配合宽带城域解决方案iVSE FCC/RET功能可以和华为IPTV系统配合进行部署。 iVSE单板设置VAS Group和Loopback地址后，向IPTV系统的UOA和MC进行物 理注册和逻辑注册，物理注册是指iVSE向UOAserver进行注册，用于12000网 管系统展示MDN的拓扑结构。逻辑注册是指路由器设备向MDN的管理部件 MC注册，为了保障业务的正常运行。 STB进行FCC/RET请求时，按频道查找本地FCC server信息表以获取FCC/RET server的地址。当表项信息为空时，ST

35、B向业务系统RRS调度服务器进行请求, RRS服务根据各Server的状态和负载情况（RRS通过DIP协议与路由器进行心 跳检测），给STB分配一个FCC server进行处理。STB将分配的Serve哋址记 入FCC server信息表。下一次请求时可以直接和FCC server进行交互。当FCC 请求超时时，机顶盒需要删除信息。视频质量MDI检测方案为了监控视频传输质量，定位视频传输故障，需要支持视频质量监控功能，质量监控功能 可以部署在iVSE单板上，也可以随板部署在一般接口板上。MDI (Media Delivery Index)媒 体传输质量指标是由思科公司和IneoQuest共同提

36、出的，是对视频流在IP网络传输质量进行 评估的测量指标。作为IP视频流传输质量测试的行业标准，MDI测量指标广泛地应用于 IPTV和IP有线数字电视网络质量评估和监测。它与其他质量监控方法可以各自单独部署， 也可以同时部署。典型的MDI算法主要是针对视频流TS封装进行分析计算，但由于MDI计 算所需要的入口参数信息，从RTP头中也可以获取到，因此也可采用针对RTP头进行MDI技 术的方法，MDI监控网络级部署如下图所示：Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.Page65g笏 HUAWGICopyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights